Номер 11, страница 16 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Тепловые явления. ТЗ-7. Плавление и отвердевание - номер 11, страница 16.

Условие.

11. a) Почему не следует оставлять на морозе бочку, наполненную водой?

б) Объясните, почему зимой в лесу во время сильных морозов трещат деревья.

Решение.

а) Не следует оставлять на морозе бочку, наполненную водой, из-за уникального свойства воды, известного как аномальное расширение. При замерзании, то есть при переходе из жидкого состояния в твердое (лёд), вода, в отличие от большинства других веществ, не сжимается, а расширяется в объеме. Объем льда примерно на 9% больше объема воды, из которой он образовался. Это расширение создает огромное давление на стенки замкнутого сосуда, в котором находится вода. Если бочка наполнена водой и оставлена на морозе, замерзающая вода будет с огромной силой давить на ее стенки изнутри. Это давление может оказаться достаточным, чтобы разорвать или повредить бочку, независимо от материала, из которого она сделана (дерево, металл или пластик).
Ответ: При замерзании вода расширяется, создавая огромное давление, которое может разорвать бочку.

б) Треск деревьев в лесу во время сильных морозов объясняется физическим явлением теплового сжатия. При резком и сильном понижении температуры наружные слои древесины остывают и сжимаются гораздо быстрее, чем внутренние, более теплые слои. Из-за этой неравномерности сжатия в стволе дерева возникают мощные внутренние напряжения. Когда эти напряжения превышают предел прочности древесины, происходит разрыв волокон, что сопровождается резким, громким звуком, похожим на треск или выстрел. Дополнительным фактором может служить замерзание сока в клетках дерева. Вода, содержащаяся в соке, при замерзании расширяется (как описано в пункте а), что также создает дополнительное давление изнутри и способствует растрескиванию ствола.
Ответ: Треск деревьев происходит из-за внутренних напряжений, возникающих в результате быстрого и неравномерного сжатия слоев древесины при сильном морозе, а также из-за расширения замерзающего внутри ствола сока.